内容正文:
赢在微点 高考复习顶层设计 数学 名师划重点
第二章
函数与基本初等函数
第五节
第二章 函数与基本初等函数
对数函数
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课
标
要
求
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三
年
考
情
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基础/梳理自测
赢在微点 数学 大一轮
第一部分
——回扣知识
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6
回|归|教|材
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基|础|自|测
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考点/精研突破
赢在微点 数学 大一轮
第二部分
——考向探究
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考点一
对数函数的图象及应用
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考点二
对数函数的性质及应用
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把握高考微点,实现素能提升
完成——微练(十五)
本部分内容讲解结束
1.通过具体实例,了解对数函数的概念,能用描点法或借助计算工具画出具体对数函数的图象,探索并了解对数函数的单调性与特殊点.
2.了解对数函数y=logax与指数函数y=ax互为反函数(a>0,且a≠1).
2022
2023
2024
全国Ⅰ卷
T10
全国Ⅱ卷
T8
重点提示:对数函数的图象、性质
1.对数函数的概念
函数y=logax(a>0,且a≠1)叫做对数函数,其中x是自变量,定义域是____________.
微提醒
对数函数y=logax的3个特征:①底数a>0,且a≠1;②自变量x>0;③系数为1.
(0,+∞)
2.对数函数的图象与性质
底数
a>1
0<a<1
图象
定义域
________
(0,+∞)
y<0
y>0
增函数
减函数
值域
R
性质
图象过定点________,即x=1时,y=0
当x>1时,______当0<x<1时,________
当x>1时,________当0<x<1时,______
在(0,+∞)上是________
在(0,+∞)上是______
(1,0)
y>0
y<0
3.反函数
指数函数y=ax(a>0,且a≠1)与对数函数y=logax(a>0,且a≠1)互为反函数,它们的定义域与值域正好互换.函数y=ax与y=logax的图象关于直线y=x对称.
【常用结论】
1.对数函数y=logax(a>0,且a≠1)的图象恒过点(1,0),(a,1),.
2.如图所示,则b>a>1>d>c>0.即在第一象限,不同的对数函数图象从左到右底数逐渐增大.
3.对数值的符号法则:logab>0⇔(a-1)
(b-1)>0,logab<0⇔(a-1)(b-1)<0,其中
a>0,a≠1,b>0.即底真同,大于零;底真异,
小于零.
1.思考辨析(对的打“√”,错的打“×”)
(1)函数y=loga2x(a>0,且a≠1)是对数函数.( )
(2)函数y=ln与y=ln(1+x)-ln(1-x)的定义域相同.( )
(3)当x>1时,若logax>logbx,则a<b.( )
(4)对数函数y=logax(a>0,且a≠1)是增函数.( )
×
√
×
×
2.(人A必一P131T1(1)改编)函数f(x)=的定义域是( )
A.(1,+∞) B. (2,+∞)
C. [1,+∞) D. [2,+∞)
要使函数f(x)= 有意义,只需 即 解得x≥2,所以函数f(x) 的定义域为[2,+∞).
3. (人A必一P132“探究结论”的应用)对数函数y=logax(a>0,且a≠1)的大致图象如图所示,已知a的取值为,,,,则曲线C1,C2,C3,
C4对应的a的值依次是______________________.
,,,
当a>1时,对数函数y=logax的图象是上升的;当0<a<1时,对数函数y=logax的图象是下降的.对数的底数越大,对数函数的图象在x轴上方的部分越远离y轴的正方向,故曲线C1,C2,C3,C4对应的a的值依次是,,,.
4.已知函数y=loga(x-1)+4的图象恒过定点P,则点P的坐标是________.
对于函数y=loga(x-1)+4,令x-1=1,解得x=2,则y=4,所以函数y=loga(x-1)+4的图象恒过定点(2,4),即点P的坐标是(2,4).
(2,4)
【例1】 (1)已知函数f(x)=loga(x-b)(a>0且a≠1,a,b为常数)的图象如图所示,则下列结论正确的是( )
A.a>0,b<-1
B. a>0,-1<b<0
C.0<a<1,b<-1
D. 0<a<1,-1<b<0
因为函数f(x)=loga(x-b) 为减函数,所以0<a<1,又因为函数图象与x 轴的交点在正半轴,所以1+b>0,即b>-1,又因为函数图象与y 轴有交点,所以b<0,所以-1<b<0.故选D.
(2)定义在R上的奇函数f(x)满足:当x>0时,f(x)=2 025x+log2 025x,则在R上方程f(x)=0的实根个数为( )
A.1 B.3 C.2 D.2 025
当x>0时,令f(x)=0,即2 025x=-log2 025x,在同一坐标系中作出函数y1=2 025x,y2=-log2 025x的示意图,如图,函数y1=2 025x为增函数,y2=-log2 025x为减函数,可知两个函数图象有且只有一个交点P,横坐标记为x0,即当x>0时方程f(x)=0有且只有一个实
根x0.因为函数f(x)是定义在R上的奇函数,所以
当x<0时,方程f(x)=0也有一个实根-x0.又因为
f(x)是R上的奇函数,f(0)=0,所以0也是方程
f(x)=0的根.综上所述,方程f(x)=0有3个实
根,故选B.
[规律方法] 对数函数图象的应用技巧
(1)在识别函数图象时,要善于利用已知函数的性质、函数图象上的特殊点(与坐标轴的交点、最高点、最低点等)排除不符合要求的选项.
(2)一些对数型方程、不等式问题常转化为相应的函数图象问题,利用数形结合法求解.
【训练】 (2025·广州调研)对数函数y=logax(a>0,且a≠1)与二次函数y=(a-1)x2-x在同一坐标系内的图象可能是( )
若0<a<1,则函数y=logax在(0,+∞)上单调递减,又函数y=(a-1)x2-x的图象开口向下,对称轴为直线x=<0,则对称轴在y轴左侧,故C,D错误;若a>1,则函数y=logax在(0,+∞)上单调递增,又函数y=(a-1)x2-x的图象开口向上,且对称轴为直线x=>0,则对称轴在y轴右侧,故B错误,A正确.
角度1 比较大小……………………教考衔接④
教材题
[题源] (人A必一P141T13)比较下列各题中三个值的大小:
(1)log0.26,log0.36,log0.46;
log0.26=,log0.36=,log0.46=.因为log60.2<log60.3<log60.4<0,所以>>,所以log0.26>log0.36>log0.46.
(2)log23,log34,log45.
由log23-log34=-
=>>=0,即有log23-log34>0,即log23>log34,同理可得log34>log45,则log23>log34>log45.
高考题
(2021·新课标Ⅱ卷)已知a=log52,b=log83,c=,则下列判断正确的是( )
A.c<b<a B.b<a<c
C.a<c<b D.a<b<c
a=log52<log5==log82<log83=b,即a<c<b.故选C.
[规律方法] 比较对数式的大小的常用方法
(1)将对数式转化为同底的形式,再根据对数函数的单调性进行比较.
(2)利用中间值0或1等进行比较.
(3)将对数式转化为指数式,或将指数式转化为对数式,通过互相转化进行比较.
角度2 解不等式
【例2】 (1)已知不等式logx(2x2+1)<logx(3x)<0成立,则实数x的取值范围是________.
由题意知①或②解不等式组①得<x<,不等式组②无解,所以实数x的取值范围是.
(2)(2025·安徽江淮十校联考)已知实数a>0,且满足53a+2>54a+1,则不等式loga(3x+2)<loga(8-5x)的解集为____________.
由实数a>0,且满足53a+2>54a+1,根据指数函数的单调性,可得3a+2>4a+1,解得0<a<1,所以函数y=logax为单调递减函数,由不等式loga(3x+2)<loga(8-5x),可得解得<x<,即不等式的解集为.
[规律方法] 解对数的方程、不等式时需注意方面
(1)注意方程或不等式要有意义,即真数大于0.
(2)根据底数与1的大小关系得出对数函数的单调性,进而解不等式.
角度3 对数复合型函数的单调性
【例3】 (1)(2025·陕西模拟)设函数f(x)=log0.5(ax-x2)在区间(0,1)单调递减,则a的取值范围是( )
A.(-∞,-2] B.[-2,0)
C.(0,2] D.[2,+∞)
设t=ax-x2,则其对称轴为直线x=,抛物线开口向下,因为y=log0.5t是减函数,所以要使f(x)在区间(0,1)单调递减,则t=ax-x2在区间(0,1)单调递增且恒大于0成立,即≥1,即a≥2,故实数a的取值范围是[2,+∞).故选D.
(2)已知函数f(x)=log4(ax2+2x+3).
①若f(1)=1,求f(x)的单调区间;
因为f(1)=1,所以log4(a+5)=1,因此a+5=4,即a=-1,所以f(x)=log4(-x2+2x+3).由-x2+2x+3>0 ,得-1<x<3,即函数f(x) 的定义域为(-1,3).令g(x)=-x2+2x+3,则g(x) 在(-1,1] 上单调递增,在[1,3) 上单调递减.又y=log4x 在(0,+∞) 上单调递增,所以f(x) 的单调递增区间是(-1,1],单调递减区间是[1,3).
②若f(x)的最小值为0,求实数a的值.
若f(x) 的最小值为0,则h(x)=ax2+2x+3 应有最小值1,因此应有 解得a=. 故实数a 的值为.
[规律方法] 利用对数函数的性质,求与对数函数有关的函数值域、最值和复合函数的单调性问题,必须弄清三方面的问题:一是定义域,所有问题都必须在定义域内讨论;二是底数与1的大小关系;三是复合函数的构成,即它是由哪些基本初等函数复合而成的.
【对点练】
1.(角度1)已知a=log42,b=e,c=π,则( )
A.a>b>c B.b>a>c
C.c>b>a D.c>a>b
因为a=log42=,b=e<2=,c=π>π0=1,所以c>a>b.故选D.
2.(角度2)已知集合A={x|log2x<m},B=,若“x∈A”是“x∈B”的充分不必要条件,则实数m的取值范围是________________.
(-∞,2]
由log2x<m⇒0<x<2m,所以A=(0,2m);由≤1⇒-1≤0⇒≤0⇒≤0⇒x<4,所以B=(-∞,4).因为“x∈A”是“x∈B”的充分不必要条件,所以AB,所以2m≤4⇒m≤2.
3.(角度3)已知函数f(x)=loga(2-a2x)在区间[3,7]上单调递增,则a的取值范围为___________.
令u(x)=2-a2x(a>0),则u(x)=2-a2x(a>0)在[3,7]上单调递减,所以由复合函数的单调性可知y=logau在[3,7]上单调递减,则解得0<a<,即a的取值范围为.
$$